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1、排水管道工程定向钻孔拖拉法施工及验收规程 （试行）Code for Directional Drilling construction andacceptance of Micro sewerage pipelines trechless主编单位：上海城投水务事业部水环境公司 上海市城市建设设计研究院 参编单位：上海市第二市政工程有限公司 上海建工桥隧筑港有限公司 二 00 五年八月目录1、总则22、术语、符号32.1、术语32.2、符号43、基本规定54、设计64.1管材65.2 定向钻孔轨迹设计75.3 控制井 95.4 进出洞口措施105.5 回拖力计算及最大拖拉长度116、施工135.
2、1 一般规定135.2 施工机械安装、调试135.3 定向拖拉施工157、工程质量验收196.1 一般规定196.2 试验与检测 196.3 工程竣工验收20附录一 施工记录表式21附录二 本规程用词说明271总则1.0.1 为了 加强对排水管道工程 定向钻拖拉 法施工的质量控 制，特制 订本规程。1.0.2 本规 程适用于上海地区新 建、扩建和 改建的永久性室 外排水管 道工程定向钻孔 拖拉法施工及验 收，管道 口径 为 DN600mm 及以下 。1.0.3 本规 程依据国家工程建设 的法律、法 规、管理标准和 有关技术 规范标准编制。除符合本规程所规定的要求外，尚应符合国家现行相 关规范、
3、规程。1.0.4 本规程未作规定或工程有 特殊要求时，应按国家和上海市的有 关标准规范执行。1.0.5 工程 中所需原材料、半成 品和成品的 技术质量标准， 应符合国 家及上海市现行的有关规范、标准执行，同时应符合本规程规定。2 术语、符号2.1 术 语2.1.1 定向钻孔 拖拉法定向钻机设在地面上，在不开挖土槽的条件下，采用探测仪导向 控制钻杆钻进方向，达到设计管道轴线要求，经多级扩孔，拖拉管道 回拉就位，完成管道敷设。2.1.2 二程式拖 拉法将设备置于工作井中，采用经纬仪导向，控制钻杆钻进方向，从 接收井回拖拉管道就位，完成管道敷设。2.1.3 平 壁 管内外壁光滑平整的管材。2.1.4
4、 环 刚 度管道抵抗环向变形的能力。可采用测试方法或计算方法定值，单 位 kN/m 2 。2.1.5 控 制 井为控制导向钻杆敷设标高而设立的井，一般设置在设计的检查井 位置。2.1.6 造 斜 段钻杆由入土角转为水平角及由水平角转向出土角的过渡段。2.1.7 多 级 扩 孔控向完成导向钻杆敷设后，须采用从小到大不同口径的钻头回转 切削成所需孔径。2.1.8 护 壁 泥 浆在扩孔过程 中，须及时连续地 注入护 壁泥浆，其作用减 小切土扭 距 护孔成形、 携带钻 屑，护壁泥浆配制及施工 方法是 施工的关 键工序 。 2.1.9 回 拉扩孔后必须立即进行回拉，以防塌孔和环向变形。扩孔完成并达 到规
5、定的技术指标后，将设计要求的管材连接成管道，用导向钻杆回 拉就位。回拉速 度范围通常介于 2550cm/min 之间。2.2 符 号H排水管道埋深(管内底深度，单位为m)H排水管道中心线深度(m)D 管外径(mm)D管内径(mm)L定向钻造斜水平距离(m)A每节导向钻杆长度(m)A相邻两节钻杆允许转向角( )R . HDPE管最少曲率半径(mm)minEHDPE管弹性模量(MPa )HDPE管弯曲应力(MPa )pRz 钻杆曲率半径(mm)Dz钻杆外径(mm)3 基本规定3.0.1 排水 管道定向拖拉施工方 法一般有定 向钻孔拖拉法工 艺和二程 式拖拉法工艺，必须根据周围环境条件确定具体施工方
6、法。3.0.2 排水 管道定向拖拉施工方 法，宜交叉 使用定向钻孔拖 拉法工艺 和二程式拖拉法施工，以保证管道轴线控制在同一设计轴线上。3.0.3 控制 井与管道施工顺序， 宜先进行控 制井施工，后进 行管道定 向拖拉施工。3.0.4 拖拉用的管材宜采用 PE 管，其材质及性能均应符合国家 有关现 行标准及相应规定。3.0.5 定向拖拉 施工中的 护壁泥浆应根据 地质条件合理使 用。3.0.6 在定 向拖拉施工中和施工 后，管道上 方的地面及相邻 建筑物不 得有沉陷、坍塌或隆起，相邻或相交管线及地下构筑物应无损坏。4 施工准备4.1 管材选择4.1.1 拖拉用的 管材宜采 用 HDPE 聚乙
7、稀平壁管 ，管材的强度及 环刚 度必须满足施工及使用阶段的荷载要求。（1）施工采购的管材，应 符合现行国家标准或行业标准，对 尚未 制定国家标准或行业标准的产品不得采用。（2）本规程中采用的管材使用寿命不 得低于 50 年。4.1.2 HDPE 聚乙稀管材 的物理性能应符 合下列 规定：质量密度 ： 0.940.96g/cm 3；短期弹性模量：2 800MPa ；抗拉强度 标准值： 不小于 20.7MPa ；抗拉强度 极限值： 2 80MPa ；抗拉强度 设计值： 不小于 16.0MPa 。弯曲模量2 300MPa ；环向弯曲 刚度： 不小于 8kN/m 2管材允许 的拖拉应力按 12MPa
8、控制。4.1.3 管材的外观质量及尺寸应符合下列要求：（1）管材外观颜色应一致，内壁光滑平整,无划伤、毛刺等缺陷（2）接前管材的端面应平整且与管中心轴线垂直，管 材长度方向 不得有明显弯曲现象。3）管材外壁应 有统一的 标识（生产企业、产品名称、公称直径、 环刚度及生产日期等)。(4)拖拉管 的内 径必须满 足设计 管径的要求。常 用的有 DN300 、 DN400 、 DN500 、 DN600.4.1.3 所采用的 HDPE 聚乙稀管 的主要设计标准 应满足流 量要求、环 刚度和辅管过程中的拖拉力的要求。4.2 定向钻孔轨迹设计4.2.1 定向 钻孔轨迹线段宜由造 斜直线段、 曲线段、水平
9、直 线段(与管道排水坡度一致)等组成，为保证水平直线段精度要求，造斜段水 平距离 L 可按图 4.2.1 计算确 定。H =H-D /2 式 4.2.1-1ooL=2A+H -A(Sin a +Sin2 a + +Sin(n a )/tg(n a )+A(Cos a +Cos2 a + +C0s(n a )式 4.2.1-2n 取 值 在 35 范 围 。I图 4.2.1定向 钻孔轨迹设 计图4.2.2 入土造斜段与管道直 线段之间及管道直线段与出土造斜段之 间，至少应有一根钻杆长度达到管道直线段坡度要求。4.2.3 入土角不宜超过 10， 出土角按导向钻杆及拖拉管材允许曲率 半径较大值确定
10、，一般不宜超过 20 。4.2.4 相邻 两节钻杆允许转向角 根据土质条 件，钻杆长度、 材料等因素确定，土质越软弱，a角越小，a角取值一般在1.5 3.0 。4.2.5 定向拖拉穿越公路、铁路、河流时， 最小覆土深度应符合有关 专业规范要求；当专业规范无特殊要求时， 管道敷设最小覆土深度应 符合表 4.2.5 的规定。表 4.2.5 管道敷设最小覆土深度序号穿越对象最小覆土深度1城市道路与路面垂直净距1.5m2公路与路面垂直净距1.8m ；路基坡脚地面下1.2m3高速公路与路面垂直净距2.5m ；路基坡脚地面下1.5m5铁路路基坡脚处地表下5m ； 路堑地形轨顶下3m ； 0点断面轨顶下6m
11、6河流一级主河道规划河底标高以下3m ； 二级河道规划河底标高以下1.5m ；4.2.6 待敷设管道与建筑物和既有地下管线的距离应符合下列规定 :（1）敷设在建筑物基础以下时，与 建筑物基础的水平净距必须在 持力层扩散角范围以外，尚应考虑土层扰动后的变化，扩散角不得小 于 45 ；（2）在建筑物基础以下敷设管道时，必须经验算后确定深度；（3）与既有地下管线平行敷设时，水平净距不得小于 0.6m ；（4）从既有地下管线下部交叉敷设时，垂直净距应符合下列要求： 粘性土不得小于0.5m ；砂性土不得小于1.0m ；（5）遇可燃性管道和特种管线及弯曲孔段应考虑加大水平净距和 垂直净距。达不到上述距离时
12、，应增设有效的技术安全防护措施。4.2.7 HDPE 管材的弯曲半径应大于管材外径的 40 倍。控制的最少曲 率半径可按公式 （4.2.7 ）计算 。R . =ED/ （ 2o ）（ 4.2.7 ）minp4.2.8 钻杆 的曲率半径应由钻杆 的弯曲强度 值所确定。根据 经验一般Rz、1200D z。4.3 控制井4.3.1 控制井结构形式应由设计单位确定，井尺寸根据工艺方法不同而 定。 管道洞口处 理要有密封装置 ，防止漏 水漏泥。4.3.2 控制井应根据拖拉长度，并结合场地条件、水文地质条件和设计参数，设 置若干控制井，且至少二个，一般设置在检查井位置。4.3.3 定向 拖拉施工时，应先进
13、 行控制井施 工，后进行管道 定向拖拉 施工。一般在长 度大于 100m 时 至少在中间加设 一座控制井。4.3.4 控制 井支护形式按管道埋 深、水文地 质条件及既有管 线分布由设计确定。4.3.5 二程式拖拉法控制井平面内净尺寸不小于长X宽=4.0m X 2.5m , 管道中心与底板顶面净距不小于 750mm。4.3.6 二程式拖拉法施工每节长度一般控制在 75m 以下。4.3.7 拖管回拉完成后， 管材需要若干小时（一般等于牵引时间）恢 复拖拉时产生的应变。当从铰过的钻孔中牵引时， 拖拉头应被拉出控 制井井壁一定距离其值大约等于整个拉伸长度的 3。通常需等待一整 夜恢复后， 再切 断管道
14、。4.4 进出洞口措施4.4.1 定向拖拉施工进出控制井洞口应根据不同水文地质条件、埋深 周围环境和经济性， 选择合理的进出洞口加固技 术措施。进出洞口措 施可以有降水、注浆、冻结等加固方法。4.4.2 对条件允许的场合， 可优先考虑降水法。若采用注浆加固法， 应充分考虑钻头的切削能力， 土体加固的强度和 时间。在深基坑条件 下， 在施工前应经计算确定其加固处理方法和尺寸。进出洞口措施应 保证扩孔及管道进出洞口过程中的土体稳定。4.4.3 控制井洞口要设置能满足不同口径要求的密封止水装置， 防止 漏水漏泥。4.5 回拖力计算及最大拖拉长度tyfP =兀D 2R /4 （ 4.5.1-2 ）y
15、k aPf=兀DLf （ 5.5.1-3 ）式中Pt 回拖 力（ kN ）；P扩孔钻头迎面阻力（kN ）；yPf管周摩阻力（kN ）；Dk扩孔钻头外径（m），一般为管道外径1.31.5倍；D管道外径（m）；R 迎面土挤压力（kpa ）。在上海地区，粘性土 R 在5060kpa ； aa砂性土在 80100kpa ；L管道长度（m）；f 一管周与土的摩擦系数（kpa）o在上海地区，粘性土 f在0.30.4kpa ；砂性 土在 0.50.7kpa ；4.5.2 定向钻孔 拖拉法施 工，最大拖拉长 度宜控制在表 4.5.2 范围内表 4.5.2 最大拖拉长度 控制 表管道口径(mm)所处土层最大长度(m)备注DN300粘性土250砂性土180DN400粘性土200
